一种基于nRF2401的无线语音通信的实现

1.2.5输出放大电路

经带通滤波器输出的声音回放信号幅度为0～5V，可用耳机直接收听。但考虑到实际中会使用扬声器外放，故在本系统中增加外放功能。该电路增益为50～200，连续可调，最大不失真输出功率325 mW。输出端接C5、R4串接电路，以校正扬声器的频率特性，防止高频自激。脚7接220μF去藕电容，以消除低频自激。为便于该功放在高增益情况下工作，将LM386不使用的输入脚2对地短路。电路见图7。

1.3 nRF2401芯片

nRF2401是单片射频收发芯片，工作于2.4 GHz～2.5 GHz的ISM(工业、科学和医疗)频段，芯片的输出功率和通信频道可以通过程序进行配置。芯片功耗非常低，以-5 dBm功率发射时，工作电流只有10.5 mA，接收时工作电流只有18 mA，很适合本系统中的无线语音传输系统。

1.3.1工作模式

nRF2401有4种工作模式：收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式，由PWR_UP，CE，CS这3个引脚决定，如表1所示。

nRF2401的收发模式有突发(ShockBurstTM)模式和直接收发模式两种，由器件配置字决定。nRF2401一般工作于突发模式，这种做法有三大好处：减小系统的平均工作电流；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。所以以下着重介绍突发模式。

在突发模式下，使用片内的先人先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速(1 Mbit／s)发射，与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行。把nRF2401配置为突发模式需15字节配置字，配置完成后，在nRF2401工作过程中只需改变其最低一个字节中的内容，就可实现接收模式和发送模式间的切换。

1.3.2 nRF2401接口电路

本系统中nRF2401由ATmega16单片机控制，其接口电路示意图如图8所示。

2软件设计

软件的主要功能如下：首先判断收发状态，在发送模式下，单片机内部将接收数据进行CVSD编码后发送至无线收发芯片；在接收模式下，单片机接收传人的数据，并进行CVSD解码，然后将数据送给D／A转换器，直至所有数据发送完毕。软件流程见如图9。

3结束语

本系统经调试，音质良好，有效通信距离可达到100 m，采样率为8 kHz时语音存储时间可达到约4min，可以方便地应用于无线教学系统等场合。

作者：包健，殷奎喜，查艳芳

(南京师范大学物理科学与技术学院，江苏省 南京市210097)